2026 年 10 月 29 日，清华大学药学院秦为课题组与中国医学科学院药用植物研究所陈影课题组合作，在《Nature Chemical Biology》发表题为 "In vivo-compatible spatial multi-omics via hydrogen peroxide-independent APEX2 labeling" 的研究论文。这项工作解决了一个困扰邻近标记领域十余年的瓶颈：APEX2 标记必须外加过氧化氢。

一、过氧化氢依赖，究竟卡住了什么

APEX2 是工程化的抗坏血酸过氧化物酶，兼具标记速度快、可同时支持蛋白质与 RNA 分析的优势，是空间组学的重要工具。但它的催化循环需要过氧化氢参与：

• 细胞毒性：外加 H₂O₂ 会诱导氧化应激，干扰正在研究的氧化还原敏感过程；

• 活体不可行：在活体动物中直接施加过氧化氢，既难以控制浓度，也无法接受其系统性损伤；

• 假阳性风险：氧化应激本身会改变蛋白定位与相互作用，标记结果可能反映的是"应激态"而非生理态。

因此，十余年来 APEX2 基本局限在培养细胞层面，转基因动物模型难以直接用于活体空间组学研究。

二、Hi-APEX 的核心思路：换底物，而不是改酶

研究团队的解法非常"化学"：不对 APEX2 酶本身做额外工程改造，而是更换标记底物——采用四嗪-苯酚探针 TP，使 APEX2 在无需外加过氧化氢的条件下完成邻近标记，随后通过生物正交点击反应引入生物素标签，再进行链霉亲和素富集与质谱/RNA 测序分析。

这一设计带来三个实际便利：

由于 TP 探针可商业获取、无需光照激活，课题组此前的 APEX2 表达载体、亚细胞靶向设计乃至已有的 APEX2 转基因动物模型都可以直接沿用——这对已有研究积累的实验室而言，迁移成本极低。

三、验证了什么

在细胞层面，团队验证了 Hi-APEX 在多个亚细胞区域的标记能力，并完成蛋白质与 RNA 的空间组学分析；结合"脉冲—追踪"策略，该方法还可用于追踪蛋白质分泌过程。换言之，Hi-APEX 不只是"去掉一个试剂"，而是把邻近标记的应用边界从培养皿推到了活体动物。

四、对上游化学试剂的需求信号

Hi-APEX 的技术路线里，有两类化学试剂直接决定实验成败：四嗪类生物正交探针与用于点击化学标记的生物素衍生物（如 DBCO-Biotin、叠氮修饰生物素）。探针的纯度、异构体比例与批次一致性，会直接影响标记效率与质谱背景水平。

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